IMLEMENTACIÒN DE UN MÓDULO DE PROD PRODUC UCCI CIÓN ÓN DE DE ACEIT CEITES ES ESE ESENC NCIA IALE LES, S, BIOETANOL, Y COMPOST ORGÁNICO A PARTIR PARTIR DE NARANJA NARANJA MEDIANTE MEDIANTE UNA PRODUCCIÓ PRODUCCIÓN N MÁS LIMPIA.
I.S.E. P.HONORI I.S.E.P .HONORIO O DELGADO DELG ADO ESPINOZA
CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1. Deter Determin min!i !i"n "n #e$ tr%& tr%&' ' Para Para la form formul ulac ació ión n del del trab trabaj ajo o en estudi estudio o
se reali realizó zó la revisi revisión ón
bibliográf bibliográfica ica de documentos documentos de tesis, páginas páginas virtuales virtuales,, libros y otros para para obte obtene nerr info inform rmac ació ión n
impo import rtan ante te en el desa desarro rrollo llo y post poster erio ior r
implementación de un módulo para la producción de aceite esencial, bioetanol y compost orgánico a partir de cáscara de la naranja.
1.1 Ante!e#ente( Ante!e#ente( )i(t"ri!'( re$!i'n#'( re$!i'n#'( !'n e$ tr%&' tr%&' #e in*e(ti+!i"n 1.1.1 Industrialización de la cáscara de naranja 1.1.1.1At're( Amador Rafael,Román Garca !eroba ,"os# Antonio $ernández"uárez,"os# %e "es&s $ernández"uárez,"os# 1.1.1.- A' '()* 1.1.1./ Uni*er(i## +niversidad Autónoma Autónoma etropolitana +nidad Iztapalapa-#ico 1.1.1.0 Re(men
/l objetivo de este proyecto 0a sido orientado al aprovec0amiento de los desec0os de la industria juguera, como lo es la cáscara de naranja. A partir de esta se puede obtener diversos biocompuestos como antioidantes fenólicos y compuestos como la pectina, 1ue es un ingrediente no digestivo 1ue estimula el crecimiento y la actividad de bacterias ben#ficas para la flora intestinal, tambi#n denominado como 2prebiótico3. 4a pectina tambi#n tiene otros usos como materia prima para la elaboración de productos farmac#uticos, en la industria de los los alim alimen ento toss y en gene genera rall como como espe espesa sant nte, e, geli gelififica cant nte, e, emulsifica emulsificante nte y estabilizante. estabilizante. %e la cáscara de naranja naranja se pueden obtene tenerr aceit ceite es ese esenci nciales ales,, los los cua cuales les se emple mplean an para la elaboración de licores, perfumes y aromatizantes en productos de limpieza dom#stica. 1
CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1. Deter Determin min!i !i"n "n #e$ tr%& tr%&' ' Para Para la form formul ulac ació ión n del del trab trabaj ajo o en estudi estudio o
se reali realizó zó la revisi revisión ón
bibliográf bibliográfica ica de documentos documentos de tesis, páginas páginas virtuales virtuales,, libros y otros para para obte obtene nerr info inform rmac ació ión n
impo import rtan ante te en el desa desarro rrollo llo y post poster erio ior r
implementación de un módulo para la producción de aceite esencial, bioetanol y compost orgánico a partir de cáscara de la naranja.
1.1 Ante!e#ente( Ante!e#ente( )i(t"ri!'( re$!i'n#'( re$!i'n#'( !'n e$ tr%&' tr%&' #e in*e(ti+!i"n 1.1.1 Industrialización de la cáscara de naranja 1.1.1.1At're( Amador Rafael,Román Garca !eroba ,"os# Antonio $ernández"uárez,"os# %e "es&s $ernández"uárez,"os# 1.1.1.- A' '()* 1.1.1./ Uni*er(i## +niversidad Autónoma Autónoma etropolitana +nidad Iztapalapa-#ico 1.1.1.0 Re(men
/l objetivo de este proyecto 0a sido orientado al aprovec0amiento de los desec0os de la industria juguera, como lo es la cáscara de naranja. A partir de esta se puede obtener diversos biocompuestos como antioidantes fenólicos y compuestos como la pectina, 1ue es un ingrediente no digestivo 1ue estimula el crecimiento y la actividad de bacterias ben#ficas para la flora intestinal, tambi#n denominado como 2prebiótico3. 4a pectina tambi#n tiene otros usos como materia prima para la elaboración de productos farmac#uticos, en la industria de los los alim alimen ento toss y en gene genera rall como como espe espesa sant nte, e, geli gelififica cant nte, e, emulsifica emulsificante nte y estabilizante. estabilizante. %e la cáscara de naranja naranja se pueden obtene tenerr aceit ceite es ese esenci nciales ales,, los los cua cuales les se emple mplean an para la elaboración de licores, perfumes y aromatizantes en productos de limpieza dom#stica. 1
4a industria juguera produce grandes cantidades de desec0o de cáscara de naranja, parte de esta se utiliza para la alimentación de ganado y como fertilizante, pero sigue siendo desperdiciada gran parte en tiraderos y rellenos sanitarios, provocando un problema de contaminación y mal olor al pudrirse y fermentarsetoda esta materia orgánica, y diversos biocompuestos 1ue podran ser aprovec0ados para obtener un beneficio de estos.
1.1.- /valuación del proceso integral para la obtención de aceite esencial y pectina de cáscara de naranja
1.1.-.1 At'r
5erón 6alazar, Ivonne 5ardona 7lzate ,5arlos
1.1.-.- A' '())
1.1.-./ Uni*er(i## +niversidad 8acional %e 5olombia 6ede anizales-anizales anizales-anizales
1.1.-.0 Re(men /n este trabajo se presentó la etracción de aceite esencial y pectina a partir de la cáscara de naranja 25itrus sinensis3 como un proceso integral. 6e realizó el proceso de etracción utilizando un simulador comercial adaptándose al proceso real. Paralelo a ello se realizaron pruebas eperimentales con un 9ilogramo de cáscara de naranja procesado a las mismas condiciones de la simulación con el fin de comparar los rendimientos obtenidos, logrando una concordancia aceptable. Posteriormente se escaló el proceso a una tonelada. 5omo resultado no solo se demostraron las ventajas del proceso integral, sino tambi#n la posibilidad de su implementación a nivel industrial. 6e concluyóademás 1ue las t#cnicas de simulación son una 0erramienta poderosa 1ue permite minimizar tiempo, costos y 2
eperimentación en el dise:o de procesos como los de etracción de aceite esencial y pectina.
1.1./ ;actores 1ue afectan la transformación de biomasa en bioetanol 1.1./.1 At'r 5arrero G. ara del ar 1.1./.- A' '()*
1.1././ Uni*er(i## %epartamento de 4a selección de la biomasa a procesar. /l pre tratamiento, 1ue maimiza el área de contacto logrando 1ue los procesos sean más efectivos. 4a etracción de componentes grasos por etracción con solventes, obteni#ndose como más eficiente y menos contaminante. 4a 0idrólisis alcalina para aislar la celulosa, tiempo y temperatura de reacción óptimos ?-@0oras y )B5. 4a 0idrólisis ácida a glucosa, las relaciones óptimas fueron )>', y )>(,' entre C(-(B5 2C 0oras3. D la fermentación a etanol, mediante levadura 26acc0aromyces 5erevisiae3 la relación óptima fue )>(,C con p$ C,@ a *EB5 2@ 0oras3.
1.1.0 Aprovec0amiento de Residuos Agroindustriales> Pasado, Presente y ;uturo 1.1.0.1 At'r 6aval,6usana 3
1.1.0.-
A'
'()'
1.1.0./
Uni*er(i##
Instituto de Ingeniera, +8A, 5iudad +niversitaria-#ico
1.1.0.0
Re(men %esde 0ace varias d#cadas los residuos agroindustriales 0an sido un foco de atención para varios investigadores a nivel mundial, debido a 1ue parte de sus constituyentes pueden ser materia prima para generar diversos productos de inter#s, esta situación sigue prevaleciendo en la actualidad y se prev# 1ue continuará en el futuro. /ste trabajo de investigación trata de resumir l as eperiencias de
varios
autores
y
los
aspectos
más
relevantes
del
aprovec0amiento de una variedad de residuos agroindustriales, la revisión bibliográfica corresponde a una muestra de artculos 1ue se identificaron en la base de datos 6cience %irect dentro del perodo )F@' a febrero de '()'. !ambi#n se plantea la necesidad de atender de una manera ambientalmente responsable, la disposición final de los residuos 1ue ya no pueden ser reutilizados, tomando como base el marco regulatorio vigente, para evitar 1ue se conviertan en contaminantes de suelos y agua subterránea.
1.1. btención de jarabes azucarados a partir de la 0idrólisis 1umica de residuos de cáscaras de naranja 2citrus sinopsis3 variedad valencia y papa 2solanum tuberosum3 variedad diacol capiro para ser empleados como edulcorantes en la industria de alimentos. 4
1.1..1
1.1..1.1../
1.1..0
At'r Gerena Haron, ;lor arina eyer !orres ,Golda A' '()* Uni*er(i## +niversidad 8acional Abierta y a %istancia +8A%J/scuela de 5iencias Hásicas !ecnologa e Ingeniera %uitama Re(men /l desarrollo de este proyecto de investigación, se centró en la elaboración de jarabes edulcorados, ricos en az&cares reductores, aportados por la degradación 1umica de los residuos de celulosa y el almidón. Para ello se trabajó con los residuos de cáscaras de naranja
25itrus
tuberosum3
sinensis3variedad
variedad
%iacol
valencia
5apiro
y
2R-)'3,
papa26olanum se
realizaron
combinaciones porcentuales de estos residuosK se les caracterizó 1umicamente en cuanto porcentaje de 0umedad epresado como L$ en base 0&meda 2L$ b03 y L$ en base seca 2L$bs3, porcentaje materia seca epresado como 2L 63, Porcentaje de grasa epresado como L etracto et#reo, porcentaje de celulosa 2gramosM )(( gramos de residuo seco3, porcentaje de almidón 2gramosM)(( gramos de residuo seco3, porcentaje de az&cares reductores 2gramosM)(( gramos de residuo seco3. 4os datos de los contenidos de celulosa, almidón y az&cares reductores, indicaron 1ue se debe realizar una 0idrólisis en todos los tratamientos para aumentar la cantidad de az&cares reductores en los jarabes obtenidos.
1.1.2 Aprovec0amiento de desec0os orgánicos> etracción y caracterización del aceite de semillas de naranja colectadas en ependios ambulantes de jugos 1.1.2.1 At'r /scalante,ara 6antos,ara 4ares,5ristóbal 1.1.2.- A' '()' 1.1.2./ Uni*er(i## +niversidad de los Andes N =enezuela 5
1.1.2.0
Re(men Para la realización de este proyecto de investigación se estudió la etracción con 6o0let, usando 0eano como solvente, del aceite de semillas de naranja procedentes de los residuos de desperdicios obtenidos en ventas ambulantes de jugos de la ciudad de #rida, =enezuela. 6e obtuvo un rendimiento del aceite de ,)L 2pMp3 con relación a la masa inicial del residuo y de un C',EL 2pMp3 con relación a las semillas secas. /l aceite obtenido se sometió a un proceso de transesterificación con metanol, cuantificándose los componentes mayoritarios de la mezcla de metil-esteres por cromatografa de gases acoplada a masa 2/G-/3, los cuales resultaron ser> linoleato 2*) )L3, oleato 2*) )L3, palmitato 2*( *LL3 y estearato
2E,) (,L3. 4a mezcla demetil-esteres se sometió a una reacción de
0idrólisis en medio alcalino, lográndose separar la mezcla de ácidos respectivos, la cual, luego de un proceso de precipitación en solución acuosa y de
re-cristalización en 0eano generó una mezcla de
ácidos con mayor contenido de ácidos insaturados.
1.1.3 +n estudio de pre factibilidad para la instalación de una planta etractora de aceites esenciales 1.1.3.1 At'r 4eón
1.1.3./
Uni*er(i## +niversidad !#cnica del 8orte-;acultad en Ingeniera en 5iencias Agropecuarias y Ambientales
1.1.3.0
Re(men /l estudio realizado tuvo la finalidad de determinar la factibilidad de instalar
una
planta
de
etracción
de
aceites
esenciales
6
desterpenados,
utilizados
en
la
industria
de
alimentos,
medicamentos, perfumes, etc. Para esto se vio por realizar un estudio de mercado mediante el cual se pudo conocer 1ue los aceites esenciales de mayor demanda en el pas son los de menta, naranja, eucalipto y limón, todos ellos importados. Por razones t#cnicas se a continuar el estudio con los aceites esenciales de menta y eucalipto por cuanto es aplicable el mismo m#todo de etracción. ;inalmente con el estudio de impacto ambiental se 0a encontrado 1ue este proyecto no produce alteración ambiental, debido a 1ue se utiliza materia vegetal 1ue es biodegradable y puede ser utilizada para la elaboración de compost y el agua 1ue se desec0a luego del proceso no contiene ninguna sustancia, ya 1ue la mayor cantidad solo se utiliza como agua de enfriamiento, y otra pe1ue:a parte es utilizada para generar vapor, 1ue luego de la condensación contiene &nicamente sustancias biodegradables. 4a &nica parte contaminante del proceso es la parte de la combustión de gas, pero al ser una pe1ue:a empresa no provoca mayor da:o del ambiente.
1.-
De(!ri4!i"n #e$ e(t#i' /l presente proyecto tiene como finalidad la implementación de un módulo de producción a pe1ue:a escala aprovec0ando las propiedades de la cáscara de naranja, mediante una producción más limpia, para la obtención de aceite esencial, bioetanol y compost orgánico. /ste proyecto está orientado a contribuir con la formación acad#mica de los estudiantes de la carrera
1./
/ducación P&blico $onorio %elgado /spinoza en la ciudad de Are1uipa. Enn!i#' #e$ e(t#i' Implementación de un módulo de producción de aceites esenciales, bioetanol, y compost orgánico mediante una
a partir de la cOscara de naranja
producción más limpia controlando los procesos,
operaciones unitarias y parámetros. 5ontribuyendo a la formación de los estudiantes de la carrera profesional de 1umica industrial.
1.0 Pre+nt( 4rin!i4$e( #e$ e(t#i' A.
5. %. /. ;. G. $. I. ".
1. 5'rm$!i"n #e '%&eti*'( 1..- O%&eti*' +ener$ 1..- O%&eti*'( e(4e!67i!'( Identificar y es1uematizar los e1uipos constitutivos del módulo de
producción. 5onstruir y adecuar los e1uipos necesarios y 0acer un escalamiento
de los mismos. %eterminar los instrumentos de control más adecuados para la medición
de parámetros y variables. 6eleccionar la materia prima más apropiada para el proceso Aplicar operaciones y procesos unitarios en la producción. Garantizar una producción más limpia en todo el proceso.
1.2 J(ti7i!!i"n e im4'rtn!i Actualmente la carrera de 1umica industrial no cuenta con un módulo de producción 1ue contribuya a la formación acad#mica de los estudiantes. /l proyecto 1ue se 0a planteado, se realizará con el fin de implementar un módulo para realizar procesos industriales dentro de la 5arrera de
sanitarios,
provocando
1ue
eista
un
problema
de
contaminación 1ue se puede solucionar industrializando la cáscara de 8
naranja generando como producto esencias, bioetanol y compost orgánico. 4os procesos y operaciones se realizaran tomando como criterio la producción más limpia, es decir 1ue no se generaran residuos 1ue afecten al medio ambiente consecuentemente tambi#n se construirá e1uipos biotecnológicos 1ue no implicaran impactos negativos.
1.3 8i%i$i## #e$ e(t#i' /s una alternativa viable por1ue eiste la disponibilidad económica y materia prima 2cáscara de naranja3 al alcance .Además se dispone del tiempo re1uerido para la construcción de los e1uipos 1ue conformaran el modulo para el aprovec0amiento de las propiedades de la cáscara de naranja.
9
CAPITULO II ELEMENTOS CONCEPTUALES -.1 De7ini!i'ne( !'n!e4t$e( -.1.1 A!eite e(en!i$ 6on productos obtenidos de materias primas naturales por destilación, 0abitualmente con agua o vapor como en casos de frutos ctricos, mediante un proceso mecánico. A menudo, los aceites esenciales consisten en mezclas de productos 1umicos . 4os aceites esenciales son fracciones li1uidas volátiles, generalmente son mezclas 0omog#neas de 0asta )(( compuestos 1umicos orgánicos, provenientes de la familia 1umica de los terpenoides. Generan diversos aromas agradables. Hajo condiciones de temperatura ambiental, son l1uidos poco densos pero con mayor viscosidad 1ue el agua.
-.1.- Bi'etn'$ /l alco0ol etlico o etanol es un producto 1umico obtenido a partir de la fermentación de los az&cares combinados en forma de sacarosa, almidón, 0emicelulosa y celulosa. /l bioetanol es un alco0ol 1ue se origina de la fermentación de los az&cares
-.1./ C'm4'(t 'r+9ni!' /l compost, orgánico es el producto 1ue se obtiene de compuestos 1ue forman o formaron parte de seres vivos en un conjunto de productos de origen animal y vegetalK constituye un grado medioJ de descomposición de la materia orgánica 1ue ya es en s un magnfico abono orgánico para la tierra, logrando reducir enormemente la basura.
10
-.- C'nteni#'( :e ((tentn te"ri!mente e$ e(t#i' -.-.1 A!eite e(en!i$ #e $ !9(!r #e Nrn& -.-.1.1Mteri 4rim 5áscara de naranja
A. De7ini!i"n 4a naranja está compuesta de pericarpio y semilla 2. 4as paredes del ovario originan el pericarpio, y bien resguardada dentro de este, se 0allará la semilla, resultado de la maduración del óvulo. 4as partes de pericarpio son>
/ocarpo 2flavedoK presenta vesculas 1ue contienen aceites
esenciales3. esocarpio 2albedoK pomposo y de color blanco3. /ndocarpio 2pulpaK presenta tricomas con jugo3.
/n el caso de la naranja, tenemos 1ue la fruta ctrica es bastante compleja. /stá compuesta por una cáscara gruesa 1ue le proporciona protección contra los da:os, la superficie eterior se conoce como eocarpo y contiene al aceite y pigmentos de la cáscara. 6eguidamente está la capa blanca esponjosa llamada mesocarpio, 1ue es rica en pectina. /l jugo interior 1ue contiene el endocarpio está dividido en varios segmentos donde se encuentran los sacos de jugo individuales y las semillas, si las 0ay. Por <imo 0ay un centro esponjoso o placenta
B. Cr!ter6(ti!( Penetrando más allá de la parte coloreada de la corteza de los frutos ctricos, se llega a una capa de color blanco, esponjosa y paren1uimatosa 2mesocarpio3, 1ue se conoce generalmente con el nombre de albedo. /n la maduración del fruto, las c#lulas del albedo se vuelven más alargadas y divididas, formando una intrincada malla de c#lulas, con argos espacios intercelulares, las cuales dan a la 11
corteza madura si tetura esponjosos. /sta capa esponjosa juega un importante rol en la etracción del aceite, pues fácilmente absorbe el aceite epulsado de los sacos, causando ciertas dificultades mecánicas. /l albedo viene a constituir del '( al ?(L de la totalidad del fruto, variando el grosor de la corteza de unos a otros. Por ejemplo para los limones vara de ' a @ mm. y en las naranjas de Ca )' mm. /l albedo fresco contienen un E a @(L de agua, mientras 1ue sus principales componentes, calculados en relación con la materia seca, están distribuidos aproimadamente de la siguiente forma> az&cares en frutos maduros CCL, celulosa2incluyendo lignina y pentosanas3 **L, y sustancias p#pticas '(L.
C. Di(4'ni%i$i## 5áscara de naranja obtenida de los procesos como la producción de jugo de naranja y otros procesos industriales
-.-.1.- Pr'#!t' A!eite e(en!i$ #e !9(!r #e nrn& A. De7ini!i"n /s una mezcla de componentes, producto del metabolismo secundario de la plantas, en cuya composición intervienen fracciones volátiles, como son> terpenos 25$@3, compuestos oigenados 2alco0oles, #steres, #teres, alde0dos3 y compuestos fenólicos, todos estos son los 1ue transmiten a los aceites el aroma 1ue los caracteriza. Por otro lado las esencias comprenden dos fracciones, una volátil y otra no volátilK por lo tanto se 0abla de esencia en el caso del producto obtenido por el m#todo de epresión, y de aceite esencial al producto obtenido mediante destilación por arrastre de vapor.
12
B. C$(i7i!!i"n •
rgenes 8aturales 6e obtienen directamente de la planta y no se someten posteriormente a ninguna modificación fsica o 1umica> esencias de plantas aromáticas y flores.
•
Artificiales 6e obtienen a trav#s de los procesos de enri1uecimiento de la misma esencia con uno de sus componentes principales, o son la mezcla de varias esencias naturales, por ejemplo, esencia de ans enri1uecida con anetol.
•
6int#ticos ezclas
de
diversos
productos
1umicos
obtenidos
sint#ticamente. •
5alidad 5rudos 8o se les 0a agregado mayor valor y se utilizan como materia prima para velas, pebeteros, artculos de aseo y limpieza e incluso insecticidas, papelera o juguetera de plástico.
•
Refinados 4os aceites esenciales purificados o de alta calidad, tienen mayor valor agregado y son utilizados en la industria alimenticia, farmac#utica, cosm#tica y de perfumes.
C. Pr'4ie##e( 1. Pr'4ie##e( me#i!in$e( /l aceite
de
naranja puede
ser
utilizado
para
m<iples
enfermedades, a trav#s de la aromaterapia, como por ejemplo, 13
para mejorar la depresión. /l olor fresco y agradable de la naranja 0ace 1ue la mente se relaje y deje de trabajar aceleradamente. Por eso, puede ser usada como complemento para el tratamiento de la depresión y la ansiedad
-. Pr'4ie##e( 76(i!( •
/sencia de naranja> 5itrus Aurantum.
•
%escripción>
5olor
intensamente
amarillo
anaranjado
o
anaranjado fuerte, olor y sabor caracterstico. •
6olubilidad> /s miscible con alco0ol des0idratado y con bisulfuro de carbono y se disuelve con un volumen igual de ácido ac#ticoglacial.
•
Peso /specfico> 8o menor de (.@C' ni mayor de (.@?.
•
Rotación ptica> 8o menor de FCB ni mayor de FFB en tubo de )(( mm.
•
Sndice de Refracción> 8o menor de ).CE'* ni mayor de ).CE*E a '(B 5. 2alto ndice de refracción3
•
5ontenidos de alde0dos 25itral3> 8o menor de (.L ni mayor de L.
•
• • • • • • •
Residuos de evaporación> 8o menor de )L ni mayor de CL. 41uidos a temperatura ambiente. =olátiles Reci#n destilados son incoloros o ligeramente amarillentos. %ensidad inferior a la del agua. uy poco solubles en agua, pero le comunican el aroma. 6olubles en alco0ol de alto L. 6oluble en aceites fijos o grasas.
14
/. Pr'4ie##e( :6mi!( 4os componentes de los aceites se clasifican en terpenoides y no terpenoides. A. 8o !erpenoides. /n este grupo tenemos sustancias alifáticas de cadena corta, sustancias aromáticas, sustancias con azufre y sustancias nitrogenadas. 8o son tan importantes como los terpenoides en cuanto a sus usos y aplicaciones. H. !erpenoides. 6on los más importantes en cuanto a propiedades y comercialización. 4os terpenos derivan, de unidades de isopreno 253 unidas en cadena. 4os terpenos son una clase de sustancia 1umica 1ue se 0alla en los aceites esenciales, resinas y otras sustancias aromáticas de muc0as plantas, como los pinos y muc0os ctricos. Principalmente encontramos en los aceites monoterpenos 25)(3, aun1ue tambi#n son comunes los ses1uiterpenos 25)3 y los diterpenos 25'(3. Pueden ser alifáticos, cclicos o aromáticos.
D. U('( /l aceite de naranja es ampliamente utilizado en aromaterapia, lo 1ue permite disfrutar de sus beneficios. Puede ser aplicarlo en la piel, con forma de masajes. Además, se puede preparar en ba:os con aceite de naranja como relajante.
E. A4$i!!i'ne( i.
6i se sufre de depresión, el olor del aceite esencial de naranja ayuda a aliviarlo. 6e puede aplicar tópicamente cerca de la nariz para obtener mejores resultados.
ii.
/s antis#ptico para prevenir las infecciones en cortes y 0eridas despu#s de lavar la zona afectada con agua y jabón.
15
iii.
/l aceite esencial de naranja ayuda a calmar los espasmos y a prevenirlos, tos, calambres. ;rotar la piel con el aceite ayuda a aliviar los espasmos musculares.
iv.
6irve para disfrutar de un ba:o relajante y poder disfrutar de las propiedades aroma terap#uticas del aceite durante el ba:o,
v.
/l aceite esencial de naranja se usa como ambientador a:adiendo unas gotas al agua y se roca como ambientador natural.
vi.
Ayuda a aliviar el estre:imiento y la retención de l1uidos mediante la aplicación de masajes en el abdomen.
vii.
6i se lo utiliza como aromaterapia da relajación,
viii.
5alma las irritaciones en la piel por picaduras de insectos, plantas y demás. Pero se debe tener cuidado de estar en el sol cuando se usa.
i.
%eja las superficies limpias y brillantes.se le puede acondicionar al limpiador desengrasante.
.
Ayuda en el tratamiento de enfermedades respiratorias como los resfriados y la gripe.
i.
6e debe tener precauciones al usarlo, por1ue ingerirlo en eceso puede causar náuseas y vomito. !ambi#n no se debe utilizar en algunos casos m#dicos como embarazo, da:o 0epático, epilepsia o se tienen problemas m#dicos.
16
5. M;t'#'( #e '%ten!i"n De(ti$!i"n 4'r rr(tre #e *4'r 4as plantas se colocan sobre un fondo perforado o criba ubicado a cierta distancia del fondo de un tan1ue llamado alambi1ue. 4a parte más baja de esta contiene agua 0asta una altura algo menor 1ue el nivel de la criba. /l calentamiento se produce con vapor saturado 1ue se provee de una fuente de calor 1ue compone el e1uipo, fluye mojado y a presión baja, penetrando a trav#s del material vegetal. 4os componentes se volatilizan, y condensan en un refrigerante, siendo recogidos en un vaso florentino, donde se separa el agua del aceite por diferencia de densidad 2decantación3.
E
el
disolvente,
obteniendo
la
fracción
deseada.
4a selección del disolvente pretende 1ue sea capaz de disolver rápidamente todos los principios y la menor cantidad de materia inerte, 1ue tenga un punto de ebullición bajo y uniforme 1ue permita eliminarlo rápidamente, pero evitando p#rdidas por evaporación, 1umicamente inerte, para no reaccionar con los componentes de los aceites, no inflamable y barato. /ste disolvente ideal no eiste, y los más empleados son el #ter de petróleo, con punto deebullición de *( a E( T5, 1ue se evapora fácilmente y es inflamable, benceno, 1ue disuelve tambi#n ceras y pigmentos, y alco0ol, 1ue es soluble en agua. 6e emplea cuando 0ay componentes de peso molecular elevado 1ue no son lo suficientemente volátiles
E
6e emplean gases, principalmente 5', a presión y temperatura superiores a su punto crtico. /n esas condiciones se obtienen buenos rendimientos y se evitan alteraciones de los componentes de la esencia. 4a infraestructura necesaria es cara, pero tiene sus ventajas, como la fácil y rápida eliminación del gas etractor por descompresión, la ausencia de residuos de disolventes y 1ue los gases no resultan caros.
M!er!i"n en +r( /s un m#todo de etracción con grasa caliente basado en sumergir los p#talos de flores en la grasa, y luego etraer las esencias con alco0ol. /ste m#todo se 0a reemplazado por completo por la etracción con disolventes orgánicos.
G. U('( = 4$i!!i'ne( #e$ !eite e(en!i$ en +ener$ 4os aceites esenciales se utilizan principalmente para> •
Para producir perfumes> Por ser capaces de combinar con los aceites de la piel para producir aromas particulares en cada
•
persona. Para conservar los alimentos> /specialmente la carne. 4as plantas rica en aceite esencial tienen propiedades antis#pticas, 1ue evitan la degradación microbiana de los alimentos, además de poder aportar otras propiedades como digestivas o estimulantes ./ste 0a sido uno delos principales usos de las
•
especies aromáticas /n la confección de insecticidas y acaricidas ecológicos> 5omo sustituidos de otros productos 1umicos más agresivos para el medio ambiente, los aceites esenciales y ciertos componentes
•
1umicos de la planta se utilizan de pesticida natural. Remedio casero> 4os aceites esenciales pueden utilizarse en el tratamiento de algunas afecciones de salud, siempre 1ue no
•
eistan contraindicaciones %ifusores> esta es 1uizá una de las aplicaciones prácticas más populares de la aromaterapia. 6e emplea con muc0a 18
frecuencia para UcrearU ambientes aromáticos. 6in embargo en terapia es la forma como se puede desinfectar el aire 1ue • •
respiramos. Aceites esenciales para aromatizar el ambiente Popurrs> en esta forma se emplea una base como pueden ser trocitos de madera, aserrn, frutas secas, piedras porosas o
•
trozos de cerámica. Hrisas ambientales> esta preparación es para diluir los aceites esenciales en una mezcla de alco0ol F?, sin agua. 6e colocan 0asta ( gotas de aceites esenciales en )(( mililitros de
•
alco0ol y se colocan en un frasco con aspersor de spray. Aceites para muebles> esta preparación debe 0acerse en productos para proteger y lustrar los muebles barnizados. 6obre esta preparación se colocan 0asta ( gotas de aceites esenciales por cada )(( mililitros del producto.
>. 5!t're( :e in7$=en en $ e
1.-!iempo de secado del material. 4a materia prima vegetal genera 0ongos 1ue transfieren un olor terroso mo0oso al aceite, debido a la formación de ácidos grasosK por esto si el material no se procesa pronto 2*dias3 se dispone en literas para su oreo.
-.-!iempo de etracción Pasado un tiempo ya no sale más aceite y el vapor posterior causa el arrastre por solubilidad o emulsión del aceite, presentando una disminución en el rendimiento.
/.-Presión del vapor 6i la presión del vapor de arrastre es muy alta 2máimo ? psi3, se presenta 0idrólisis en el aceite disminuyendo su calidad y su rendimiento. 19
0.?;actor de empa1uetamiento. 6i el material 1ueda muy suelto, el proceso termina muy pronto, presentando un alto consumo energ#ticoK si 1ueda muy apretado, el vapor se acanala disminuyendo el rendimiento del aceite, debe de estar entre el (.) a (.' L
.-%istribución interior del vapor. 6e refiere a la eficiencia del e1uipo a utilizar, este debe ser confiable y no debe permitir la fuga de vapor 1ue
altere la
etracción y la cantidad de aceite esencial etrado.
2.? /ficiencia del condensador 3.?5ondensación interior 6e evita realizando una purga previa a los *( minutos de iniciado el proceso y además, manteniendo el tan1ue bien aislado.
-.-.1./ Pr'!e(' in#(tri$ 1.?Recepción de la materia prima> 6e recepciona las cáscaras provenientes del proceso de elaboración de jugos.
-.?4avado de la materia prima> 4as cáscaras son sometidas a un lavado despu#s de la etracción del jugo.
/.- 5ortado> 6eguida de una reducción de tama:o de C cm' aproimadamente.
0.-6ecado> 6e
lleva a un proceso de secado por * das
aproimadamente y obtener un aceite con menor proporción de peptina.
.?%estilación por arrastre de vapor> /n el proceso de etracción del aceite, las cáscaras fueron empacadas en una malla, el vapor de destilación es llevado a una temperatura de F( B5 para evitar 1ue 20
el aceite esencial sufra un proceso de degradación t#rmica y p#rdida de propiedades.
2.- 5ondensación> /n esta etapa se lleva a cabo un proceso de condensación, la acción del vapor de agua sobre las cáscaras pasa de un estado gaseoso a uno l1uido 2agua más aceite3.
3.-%ecantación simple > %e la destilación y posterior condensado se obtuvo una emulsión de agua y aceite 1ue se separa por decantación simple, la cual se llevó a cabo en forma continua durante la destilación, el aceite se recogió en frascos de color ámbar para evitar la posible descomposición del aceite por efecto de la luz.
@.-/nvasado> %el proceso de decantación se logra tener dos productos agua y aceite esencial, este <ima se lleva aun envasado y posterior distribución.
-.-.1.0 Di+rm #e %$':e(
M.P
Rece ci
Cáscara de Naranja Pesado
Agu
A ua Cortado
4 cm 21
Secado
Vapor de agua !
3 días
Residuo de %a cáscara
"#tracci$n de% aceite
Condensa
Agua
Aceite "sencia%
"nvas
A%'acen
-.-.-. Bi'etn'$ -.-.-.1 Mteri 4rim •
5áscara de naranja Hagazo
A. C'm4'(i!i"n :6mi! #e $ !9(!r #e nrn& i.
5arbo0idratos> /l nivel de carbo0idratos en los residuos de la cáscara de naranja es del @(.@L. 6eg&n los carbo0idratos 22
identificados son pectinas del *(-(L, az&cares 2sacarosa,fructosa, glucosa3, 0emicelulosa, del )(-'(L y celulosa del '(-C(L. ii. ii.
/nzi /nzima mas> s> /ntr /ntre e las enz enzima imass de la cás cásca cara ra 1ue 1ue 0an 0an sido sido aisla aislado doss en esta estado do puro puro son, son, acet acetilil este estera rasa sa,, pero peroi ida dasa sa,, p0os p0osp0 p0at atas asa a y pectinesterasa.
iii. iii.
Pigm Pigmen ento tos> s>4o 4oss pigm pigmen ento toss domi domina nant ntes es en la cásca áscara ra de la nara naranj nja a son carotenoides 1ue se producen en los cromoplastos en flavedo de las c#lulas. Aproimadamente el ?(L del total de carotenoides de color naranja están en la cáscara.
iv. iv.
7cid 7cidos os>> /l princ princip ipal al comp compon onen ente te de acide acidezz en los los resi residu duos os de la cásc cáscar ara a de nara naranj nja a es el ácid ácido o ctr ctric ico, o, adem además ás de pe1u pe1ue: e:as as cant cantid idad ades es de ácid ácido o tart tartár áric ico, o, máli málico co y oál oálic ico. o. /sto /stoss ácid ácidos os orgánicos se 0an encontrado en la cáscara en forma de sal, lo 1ue eplica la razón por la cual el p$ de la cáscara es de .
B. E(:em +ener$ #e $'( !'m4'nente( :6mi!'( #e $'( mteri$e( $i+n'!e$$'(i!'(
23
;+/8!/>E!"n'm'(, E!"n'm'(, C. n# C$=, .D. .D. Ntri!i'n$ Ntri!i'n$ n# )e$t) )e$t) %ene7it( %ene7it( '7 !itr( !itr( 7rit(. 7rit(. 5''# Ntr. A+ri!. 1@
I.
5elulosa>
la
celulosa
se
define
como
un
0omopolmero de la glucosa. 6e debe tener en cuenta, 1ue los resi residu duos os de frut frutas as se cons consid ider eran an como como uno uno de los los comp compue uest stos os biológicos de naturaleza polim#rica más abundante en la naturaleza 4as fibras de celulosa presentan dos regiones, a saber> la región amorfa y la región cristalina. 4a diferenciación de la celulosa en estas dos region regiones es permit permite e recono reconocer cer la necesi necesidad dad de realiz realizar ar un pre tratamiento a estos desec0os con el objetivo de desestabilizar la II. II.
región cristalina y lograr mayor grado de 0idrólisis $emi $emice celu lulo losa sa > 4a 0emic 0emicel elul ulos osa a en un polisa polisacá cári rido do no celu celuló lósi sico co,, y posee un conjunto de caractersticas comunes como> • • •
6olubilidad en un solventes orgánico. Reactividad frente a un ácido. %escomposición %escomposición en furfural y az&cares
24
4a 0emic 0emicelu elulos losa a es genera generalme lmente nte insolu insoluble ble en agua, agua, solubl soluble e en álca álcalili,, y más más fáci fácilm lmen ente te 0idr 0idrol oliz izab able le en un ácid ácido. o. %ebi %ebido do a la ausencia de cristalinidad, su bajo peso molecular y su configuración ramificada e irregular absorben agua con facilidad. 4a simplicidad 1ue presenta la 0emicelulosa al ata1ue 1umico con respecto a la celulosa, la convierte en un factor de inter#s para la 0idrólisis. III. III.
4ign ignina ina > /s el compon mponen ente te de natu aturale ralezza no pol polisac isacár árid ida a más más abundante en las paredes 5elulares vegetales. /stá formada por la etracción irreversible
•
del agua de los Az&cares, creando creando compuestos aromáticos. aromáticos. 4a lig lignina nina es la terc terce era frac fraccción ión may mayorit orita aria ria de la bioma iomassa •
lignocelulósica. 6e trata de un polmero trimensional amorfo formado por la polimerización des0idrogenativa de unidades de fenilpropano ligadas por diferentes tipos de enlaces 1ue se alternan de manera deso desord rden enad ada. a. 4a lign lignin ina a tien tiene e una una mar mar cabl cable e tend tenden enci cia a a sufr sufrir ir reacciones reacciones de auto condensa condensación ción 1ue dificultan dificultan su aislamiento aislamiento sin presentar presentar alg&n alg&n cambio cambio Por tanto, tanto, la lignina no es un material material de inter#s para la producción de az&cares, por lo cual es ideal, retirarla mediante la aplicación de los pres tratamiento de los residuos sólidos orgánicos. C. Cr!ter6(ti!( /n t#rminos de anatoma vegetal, se obtiene del epicarpio epicarpio del del fruto, 1ue junto con la corteza blanca adyacente ad yacente 2mesocarpio 2 mesocarpio33 forma su piel piel.. /n el caso de la cáscara cáscara de naranja, la colorida piel eterior se denomi denomina na flavedo flavedo y corres correspon ponde de al eocarpio eocarpioKK inmediatamente por deba debajo jo se encu encuen entr tra a el albe albedo do 1ue 1ue ser sera a el meso mesoca carp rpio io.. 4as 4as cantidades de una y otra capa varan de un ctrico a otro, y puede ser ajustada por la forma en la 1ue se preparan.
D. Cr!ter6(ti!( 'r+n'$;4ti!(
5olor> amarillo rojizo, anaranjado lor > caracterstico de la naranja 6abor > muy agrio !etura !etura > suave esponjoso, con relieve pronunciado 25
Apariencia > agradable
E. Pr'4ie##e( Pr'4ie##e( !rti*( #e $ !9(!r #e $ nrn& Para efectos digestivos> %entro de la tradición oriental de
curaciones naturales, la cáscara de la naranja sola ser muy empleada para problemas digestivos. 5omo casi todos los elementos 1ue tienen cierto amargor en su sabor, sus propiedades para los problemas gástricos solan ser muy valoradas. 6e considera 1ue puede llegar a ser buena para los gases,
para
reducir 0inc0azones
y
para combatir
el
estre:imiento, entre otras cosas. Para la tran1uilidad y poder dormir> 4os aceites esenciales 1ue
tiene la piel de naranja tendran un interesante efecto tran1uilizante. Por eso, consumirla puede llegar a venir muy bien para sosegarse un poco y tambi#n, incluso, para conciliar un buen sue:o. Por su capacidad antioidante y para el colesterol > %entro de la
piel de la naranja, se encuentran los polifenoles más interesantes de la misma. A su vez, sus aceites esenciales tendran la capacidad de disolver el colesterol y los triglic#ridos. %e all, su consumo podra llegar a resultar muy bueno para fines de salud cardiovascular.
-.-.-.- Pr'#!t'( Hioetanol
Alco0ol /tlico> 5$*-5$'-$
A. De7ini!i"n /l bioetanol es un biocombustible obtenido por la fermentación de la materia orgánica y la biomasa rica en 0idratos de carbono 2az&cares3. 4as principales materias primas para producir bio26
etanol son cereales, orujo, alimentos ricos en almidón y cultivos de az&car 2por ejemplo, la ca:a de az&car3. %ependiendo de la materia prima utilizada para la producción del bioetanol tambi#n genera varios subproductos para la industria de la alimentación y la energa.
B. Cr!ter6(ti!( 7i(i!':6mi!( #e$ etn'$ /l bioetanol es tambi#n conocido por el t#rmino de etanol o bioalco0ol.
/l compuesto 1umico etanol, conocido como alco0ol etlico, es un alco0ol 1ue se presenta en condiciones normales de presión y temperatura como un l1uido incoloro e inflamable con un punto de ebullición de E@,C B5.
ezclable con agua en cual1uier proporciónK a la concentración de F L en peso se forma una mezcla azeotrópica. /l etanol es un compuesto 1umico 1ue puede utilizarse como combustible, bien solo, o bien mezclado en cantidades variadas con gasolina, y su uso se 0a etendido principalmente para reemplazar el consumo de derivados del petróleo. /l combustible resultante de la mezcla de etanol y gasolina se conoce como gaso0ol o alconafta. %os mezclas comunes son /)( y /@, con contenidos de etanol del )(L y @L, respectivamente .
C. U('(
Hioetanol, etanol producido para uso como biocarburante.
Hio-etanol es un sustituto directo de combustible verde para la gasolina y se caracteriza por un ndice de octano alto. 6e puede utilizar en la gasolina a '(L sin cambiar el motor o motores utilizados. /l bioetanol tiene un valor calorfico inferior 1ue la gasolina derivada del petróleo. 6e utiliza principalmente para aumentar el octanaje de la gasolina. /l bioetanol como combustible es particularmente com&n en Hrasil, donde la mayora de los ve0culos en la carretera lo utilizan todos los das. 27
6e puede utilizar como combustible para la calefacción y el ámbito dom#stico.
5omo solvente orgánico.
+so para la elaboración de perfumes
D. Pr'4ie##e( /l
bioetanol es
un combustible renovable, complementario o
sustituto de las naftas o gasolinas, producido a partir de az&cares, almidón o celulosa, contenido en diferentes materias primas vegetales>
V %e los az&cares, com&nmente sacarosa, contenido en cultivos como la ca:a de az&car o la remolac0a azucareraK se obtiene bioetanol mediante un proceso de fermentación y destilación V %el almidón contenido en semillas de cereales como el maz, el trigo, el sorgo o en tub#rculos como la yuca o mandioca se obtiene
bioetanol
sacarificación,
mediante
un
fermentación
proceso y
de
0idrólisis, destilación
V %e la celulosa proviene de materias primas lignocelulósicas como árboles, arbustos, rastrojos de cultivos y desec0os celulósicos se obtiene bioetanol a trav#s de una 0idrólisis avanzada, fermentación y destilación. /l etanol 0a llegado a ser un buen combustible para motores nafteros, pueden funcionar 0asta en una proporción etanolMnafta '(>@(. 4as propiedades del etanol son parecidas a la de la nafta.
E. A4$i!!i'ne( i.
/> /l biocombustible / significa una mezcla del L de bioetanol y el FL de gasolina normal. /sta es la mezcla 0abitual y mezcla 28
máima autorizada en la actualidad por la regulación europea, sin embargo, es previsible una modificación de la normativa europea 1ue aumentará este lmite al )(L 2/)(3 ya 1ue diferentes estudios constatan 1ue los ve0culos actuales toleran sin problemas mezclas 0asta el )(L de bioetanol y los beneficios para el medioambiente son significativos. ii.
/)(> /l biocombustible /)( significa una mezcla del )(L de bioetanol y el F(L de gasolina normal. /sta mezcla es la más utilizada en //++ ya 1ue 0asta esta proporción de mezcla los motores de los ve0culos no re1uieren ninguna modificación y e incluso produce la elevación de un octano en la gasolina mejorando su resultado y obteniendo una notable reducción en la emisión de gases contaminantes.
iii.
/@> ezcla de @L de bioetanol y ) L de gasolina, utilizada en ve0culos con motores especiales. /n //++ las marcas más conocidas ofrecen ve0culos adaptados a estas mezclas. !ambi#n se comercializan, en algunos pases 2//++, Hrasil, 6uecia3 los llamados ve0culos ;;= o =e0culos de 5ombustibles ;leibles con motores adaptados 1ue permiten una variedad de mezclas.
iv.
/F y /)((> ezclas 0asta el FL y )((L de bioetanol son utilizados en algunos pases como Hrasil con motores especiales.
v.
/-%I/6/4> /l bioetanol permite su mezcla con gasoil utilizando un aditivo solvente y produciendo un biocombustible di#sel el /-%i#sel, con muy buenas caractersticas en cuanto a combustión y reducción de contaminación ofreciendo as otras alternativas al bioetanol en el campo de los ve0culos di#sel. /l /-%i#sel ya se comercializa con #ito en //++ y Hrasil y pronto 0ará su aparición en /spa:a y /uropa.
vi.
/!H/> 8o se comercializa como un biocombustible, sino 1ue se utiliza como un aditivo de la gasolina. /l /!H/ 2etilterbutil #ter3 se obtiene por sntesis del bioetanol con el isobutileno, subproducto de 29
la destilación del petróleo. /l /!H/ posee las ventajas de ser menos volátil y más miscible con la gasolina 1ue el propio etanol y, como el etanol, se aditiva a la gasolina en proporciones del )(-)L. 4a adición de /!H/ o etanol sirve para aumentar el ndice de octano de la gasolina, evitando la adición de sales de plomo.
5. Im4'rtn!i /l bioetanol se utiliza en ve0culos como sustitutivo de la gasolina, bien como &nico combustible o en mezclas 1ue, por razones de miscibilidad entre ambos productos, no deben sobrepasar el )(L en volumen de etanol en climas fros y templados, pudiendo llegar a un '(L en zonas más cálidas. /l empleo del etanol como &nico combustible debe realizarse en motores especficamente dise:ados para el biocombustible. 6in embargo, el uso de mezclas no re1uiere cambios significativos en los ve0culos, si bien, en estos casos el alco0ol debe ser des0idratado a fin de eliminar los efectos indeseables sobre la mezcla producida por el agua. Por tanto vemos 1ue el bioetanol es una apuesta fuerte para el futuro de los combustibles. 6in embargo podemos ir muc0o más lejos con la cuestión para ver 1ue se puede considerar claramente un tema económico, cientfico, medio ambiental y social, es decir una primera plana en el conocimiento actual.
/conoma> 4a industria petrolera 1ue económicamente resulta una de las mayores potencias mundiales se ve intimidad por las nuevas opciones aparentemente viables 1ue ofrece el biocarburantes, aun1ue no por ello deja de mirarlo con ojos esc#pticos. 6i la investigación sigue adelante con buenos resultados, las posibilidades económicas de futuro del bioetanol son enormes. !ambi#n pueden ser utilizados para la
producción de electricidad, t#rmica y de fro. 5ientfico> /s a la ciencia, en concreto a la microbiologa, a 1uien se debe el avance y estudio de la materia. 4as nuevas 30
lneas de investigación nos aportan nuevos derivados del propio bioetanol o procesos perfeccionados para la producción
del mismo. edio ambiental> 4os automóviles son una de las principales fuentes de contaminación. 4os eco carburantes podran dar un respiro de aire limpio a las ciudades. 6ocial> 4a industria de los biocarburantes ofrece salidas a productos agrcolas 1ue 0aban 1uedado estancados, podra favorecer especialmente a pases en vas de desarrollo de la zona ecuatorial, donde el clima favorece especialmente los cultivos, crear nuevos puestos de trabajo e industrializar zonas eminentemente agrcolas. Además, con la fabricación del biocarburante se corta la dependencia con pases productores de petróleo 1ue varan el precio
G. Pr'%$em9ti! #e$ %i'etn'$.Im4!t' m%ient$ C'ntmin!i"n #e$ ire> 5omparado con la gasolina sin plomo convencional, el etanol es una fuente de combustible 1ue arde formando dióido de carbono y agua, como la gasolina. Para cumplir la normativa de emisiones se re1uiere la adición de ogeno para reducir emisiones del monóido de carbono. /l aditivo metiltert-butil #ter actualmente se está eliminado debido a la contaminación del agua subterránea, por lo tanto el etanol se convierte en un atractivo aditivo alternativo. 5omo aditivo de la gasolina, el etanol al ser más volátil, se lleva consigo gasolina, lanzando as más compuestos orgánicos volátiles 2cov s3. /l uso de etanol puro en lugar de gasolina en un ve0culo aumenta las emisiones totales del dióido de carbono, por cada 9ilómetro, en un ?L. 6i de alg&n modo se reduce la emisión total, pudiera deberse al proceso agrcola 1ue se necesita para crear el biofuel 1ue produce ciertas emisiones del 5. 5onsiderando el potencial del etanol para reducir la contaminación, es igualmente importante considerar el potencial de contaminación del medio 31
ambiente 1ue provenga de la fabricación del etanol. /n '((', la supervisión de las plantas del etanol reveló 1ue lanzaron 5=s en una tasa muc0o más alta 1ue la 1ue se 0aba divulgado anteriormente. 6e producen 5=s cuando el pur# fermentado de maz se seca para venderlo como suplemento para la alimentación del ganado. 6e pueden unir a las plantas oidantes termales u oidantes catalticos para consumir los gases peligrosos.
Re!r(' ren'*%$e /l etanol puede convertirse en una opción interesante a medida 1ue la 0umanidad se acer1ue al fin de otras fuentes como el petróleo o el gas natural. %e todas formas para 1ue pueda considerárselo un recurso realmente renovable el balance energ#tico debe ser positivo. /s importante 1ue en los debates a&n abiertos las versiones pesimistas advierten del uso de pesticidas y fertilizantes. %e todas formas la cantidad de pesticidas utilizados vara muc0o de si el maz va dirigido a las personas o a los motores, ya 1ue es en la primera opción en el 1ue se 0ace un uso más intenso de los pesticidas.
P$'m' /n el pasado, cuando los granjeros destilaban su propio etanol, utilizaban a veces los radiadores como parte del alambi1ue. 4os radiadores contenan a menudo plomo, 1ue contaminaba el etanol. /l plomo pasaba al aire al 1uemarse el combustible contaminado, generando problemas de salud 2saturnismo3. 6in embargo #sta era una fuente de plomo menos importante 1ue el tetra etilo de plomo 1ue se empleaba como aditivo corriente de la gasolina, como antidetonante 20oy pro0ibido en la mayora de los pases3. $oy da, el etanol para uso como combustible se produce casi eclusivamente en plantas construidas ad-0oc, evitando as cual1uier remanente de plomo.
-.-.-./ Pr'!e(' in#(tri$ 1. Recepción de la ateria Prima> 4a materia prima a procesar es la cáscara de naranjaK 1ue proviene directamente del pelado de las 32
naranjasK de la torta agotada de la etracción de los aceites esenciales y del bagazo proveniente de la elaboración del jugo. -. Pesado> 4a materia prima se pesa en balanzas calibradas, determinando la masa total 1ue ingresa al proceso. /. Análisis ;sicos y 6e determina el porcentaje de 0umedad y de azucares reductores presentesK para ello se puede usar el m#todo básico para la 0umedad y m#todo volum#trico de ;e0ling para la determinación de 0idratos de carbono. 0. olido> 5on un molino se reduce el tama:o alrededor de ? mm, y luego, con la ayuda de una licuadora, se reduce el tama:o entre ' y * mm aproimadamente. . Pre tratamiento 6e realiza la eliminación de lignina, sumergiendo las muestras en una solución de 8a$ (.)8 .Posteriormente se adiciona sulfato de calcio y se deja en reposo. 2. %ecantación> 6e separa el material particulado de la solución por decantación. 3. $idrólisis 7cida> 4a 0idrólisis ácida se lleva a cabo, adicionando ácido sulf&rico al L por cada )(( gramos de cáscara de fruta, a una temperatura de )'B5 y ) psi, regulada por medio de una autoclave. @. 8eutralización> 6e neutraliza con cal, obteniendo sulfato de calcio y los az&cares fermentables. . 5entrifugación> 4uego los jarabes obtenidos se separan de los componentes 1ue precipitan, por centrifugación. 6e determina el contenido de az&cares en los jarabes obtenidos. 1. ;iltración> /l remanente de sólidos 2lignina y celulosa3 se remueve en un filtro prensa y se pasa a un reactor en dónde la temperatura se incrementa para 0idrolizar la celulosa a glucosa. /l resultado es una mezcla de pentosas, 0eosas y una solución 1ue contiene )).?L de glucosa, FL de ilosa. 11. ;ermentación> %espu#s de la 0idrólisis, se ajusta el p$ a C, N ,( se adiciona nutrientes y se inocula levadura activa seca comercial 26acc0aromycescerevisiae3 disuelta en un poco del jarabe. 6e deja fermentar durante un tiempo determinado 2C dias3. 1-. 6egunda ;iltración> 6e separa el mosto de los 0ollejos por medio de un tamiz de ?(( milimicras. 1/. %estilación > ;inalmente, el filtrado se destila utilizando un destilador simple y se recoge una solución de agua-etanol 1ue 33
posteriormente se vuelve a destilar utilizando un e1uipo similar con sistema de vaco, operando el proceso a una temperatura no mayor a los F(T5 por aproimadamente ) 0ora. /n la segunda destilación se maneja un tiempo de *( minutosa una temperatura inferior a los E? T5. 10. /nvasado> /l producto obtenido 2bioetanol3 se envasa en botellas de vidrio o plástico previamente esterilizados.
-.-.-.0 Di+rm( -.-.-.0.1 Di+rm( #e %$':e #e$ 4r'!e(' #e '%ten!i"n #e Bi'etn'$ 4rtir #e $ !9(!r #e nrn&.
-.-.-.0.- Di+rm( #e 7$&' #e$ 4r'!e(' #e '%ten!i"n #e Bi'etn'$
34
Recepci$n ( contro%
-.-.-.0./ Di+rm( #e %$':e( 35
MP Cáscaa !" Naa#$a
Pesado )
Mo%ido
Acondiciona'iento
Na* ,-
CaS*4 3 +oras
&ecantaci$n
Li/uido Residu
S&'%!( S*4 a%
idro%isis
Neutra%i5aci$n
C
Autoc%ave0 12,- !C P2 ,- psi t 2,'inutos Ca
So%idos Precipitado L%)*%!
A+*ca"s ,"m"#-a'"s
7i%traci$n
NO>
6acc0aromyce 5erevisiae
4> 0, ,
7er'entaci$n 7i%traci$n &esti%aci$n
-.-./ C'm4'(t 'r+9ni!'
"nvasado 36
-.-./.1 Mteri 4rim Residuos de 0idrólisis de la cáscara de naranja
A. De7ini!i"n /s un residuo sólido proveniente de la 0idrolisis acida de la cOscara de naranja constituido principalmente por pectina, 0emicelulosa, trazas de celulosa 1ue no se 0an 0idrolizado y otros carbo0idratos 1ue se puede utilizar para un proceso de compostaje.
-.-./.- Pr'#!t' 5ompost rgánico
A. De7ini!i"n /l compost orgánico es uno de los mejores abonos orgánicos 1ue se puede obtener en forma fácil y 1ue permite mantener la fertilidad de los suelos con ecelentes resultados en el rendimiento de los cultivos. /s el resultado de un proceso controlado de descomposición de materiales orgánicos debido a la actividad de alimentación de diferentes organismos del suelo 2bacterias, 0ongos, lombrices, ácaros, insectos, etc.3 sin presencia de aire 2ogeno3. /ste abono orgánico se construye con el esti#rcol de los animales de granja 2aves, caballos, vacas, ovejas o cerdos3, residuos de cosec0as, desperdicios orgánicos dom#sticos /l compost orgánico es la degradación anaeróbica 2sin presencia de ogeno3 de materia orgánica por la acción de microorganismos en condiciones controladasJ de aireación, 0umedad y temperatura. /stos microorganismos transforman los residuos degradables en un producto estableJ e 0igienizado, aplicable al suelo como abono o sustrato
B. Pr9metr'( im4'rtnte(
37
A. !emperatura. /stá en función del incremento de la actividad microbiológica del abono, 1ue comienza con la mezcla de los componentes. %espu#s de )C 0oras del 0aberse preparado el abono debe de presentar temperaturas superiores a (B5. H. 4a 0umedad. %etermina las condiciones para el buen desarrollo de la actividad y reproducción microbiológica durante el proceso de la fermentación cuando está fabricando el abono. !anto la falta como el eceso de 0umedad son perjudiciales para la obtención final de un abono de calidad. 4a 0umedad óptima, para lograr la mayor eficiencia del proceso de fermentación del abono, oscila entre un ( y ?( L del peso. 5. Acidez. no debe tener tendencia a ser acido 6e tiene 1ue controlar el P$ E %. !iempo. !res meses aproimadamente dura el proceso para la obtención de compost orgánico
C. U('( = 4$i!!i'ne( 4os fertilizantes y abonos se encargan de entregar y devolver a la tierra los nutrientes necesarios para el adecuado crecimiento de plantas, árboles, prados y arbustos.
-.-././ Pr'!e(' in#(tri$ 1. Recepción> consiste en recibir la materia prima a utilizar en el proceso. -. Pesado> se realiza un pesado en una balanza bien calibrada. /. ezclado> en esta operación mezclaremos la tierra, cal, agua, esti#rcol, aserrn y la cáscara 0idrolizada. 0. ;ermentación anaeróbica> se comenzara a fermentar lo 1ue mezclamos anteriormente y lo dejamos por * meses. 6e tiene 1ue controlar el P$ neutroK la temperatura
del proceso es de E( a
E5B.
38
. /nvasado> el compost orgánico, se llena en bolsas de plástico, los cuales deben 0aber sido lavados, enjuagados. 6e 6ella bien y se almacena. 2. A:ejado> al finalizar todo el proceso y ya se obtuvo un producto final se realiza el a:ejado, por unos * meses si es más es mejor ese compost orgánico brindara más nutrientes.
-.-./.0. Di+rm #e %$':e(
Materia Pri'a Residuos de
Pesado
1ierra Ca% A8ono Aserrín 7er'entac i$n
P ) a .1!0 :-! C
,;3
-.-.0 C'ntr'$e( #e !$i## ). /n la materia prima> 5ontrolar 1ue las cáscaras de naranja est#n en buenas condiciones, es decir sin magulladuras, defectos o demasiado verdes. '. /n el proceso> 4as operaciones de etracción, filtrado, destilación y envasado deben realizarse en forma rápida. /n el proceso se deben controlar la temperatura, presión, tiempo, p0 para la obtención de aceite esencial, bioetanol y compost orgánico. *. /n el producto final> =erificar la relación de acidez y calidad del compost orgánico, porcentaje de aceite esencial obtenido y 39
rendimiento del bioetanol. C. /l producto en almacenamiento> /s importante acondicionar el ambiente en el 1ue se almacenara los productos obtenidos de los distintos procesos.
-.-.Se+ri## e )i+iene -.-..1 N'rm( /ste es una de las normas más importante para prevenir accidentes como por ejemplo> usar permanentemente implementos de seguridad como> gorros, tapabocas, guantes, polainas entre otros re1ueridos para cada tarea A. /l orden y la vigilancia dan seguridad al trabajo. 5olabora en conseguirlo. H. 5orrige o da aviso de las condiciones peligrosas e inseguras. 5. 8o uses má1uinas o ve0culos sin estar autorizado para ello. %. +sa las 0erramientas apropiadas y cuida de su conservación. Al terminar el trabajo d#jalas en el sitio adecuado. /. +tiliza, en cada paso, las prendas de protección establecidas. antenlas en buen estado. ;. 8o 1uites sin autorización ninguna protección de seguridad o se:al de peligro. Piensa siempre en los demás. G. !odas las 0eridas re1uieren atención. Acude al servicio m#dico o boti1un. $. 8o gastes bromas en el trabajo. 6i 1uieres 1ue te respeten, respeta a los demás. I. 8o improvises. 6igue las instrucciones y cumple las normas. si no las conoces, pregunta. ". Presta atención al trabajo 1ue estás realizando. Atención a los minutos finales. la prisa es el mejor aliado del accidente.
40
-.-..- Or#en = $im4ieF A. ant#n limpio y ordenado tu mesa de trabajo dentro del laboratorio. H. 8o dejes materiales alrededor de las má1uinas colócalos en lugar seguro y donde no estorben el paso. 5. Recoge las tablas con clavos, recortes de c0apa y cual1uier otro objeto 1ue pueda causar un accidente. %. Guarda ordenadamente los materiales y 0erramientas 8o los dejes en lugares inseguros. /. 8o obstruyas los pasillos, escaleras, puertas o salidas de emergencia.
-.-../ E:i4'( #e 4r'te!!i"n in#i*i#$ A. +tiliza el e1uipo de seguridad necesario para realizar cada proceso. H. 6i observas alguna deficiencia en #l, ponlo enseguida en conocimiento de tu superior. 5. ant#n tu e1uipo de seguridad en perfecto estado de conservación y cuando est# deteriorado pide 1ue sea cambiado por otro. %. 4leva ajustadas las ropas de trabajoK es peligroso llevar partes desgarradas, sueltas o 1ue cuelguen. /. /n trabajos con riesgos de lesiones en la cabeza utiliza el casco. ;. 6i ejecutas o presencias trabajos con proyecciones, salpicaduras, deslumbramientos, etc., utiliza gafas de seguridad. G. 6i 0ay riesgos de lesiones para tus pies, no dejes de utilizar el calzado de seguridad. $. 5uando trabajes en alturas colócate el cinturón de seguridad. I. !us vas respiratorias y odos tambi#n pueden ser protegidos> infórmate.
-.-..0 Rie(+'( :6mi!'( A. 6i trabajas con l1uidos 1umicos, piensa 1ue tus ojos seran los más perjudicados ante cual1uier salpicadura. H. !ambi#n otras partes del cuerpo pueden ser afectadas. +tiliza el e1uipo adecuado. 5. 6i mezclas ácido con agua, 0azlo as> ácido sobre agua, nunca al rev#sK podra provocar una proyección sumamente peligrosa. %. 8o remuevas ácidos con objetos metálicosK puede provocar proyecciones. 41
/. 6i te salpica ácido a los ojos, lávate inmediatamente con abundante agua fra y acude siempre al servicio m#dico. ;. 6i manipulas productos corrosivos toma precauciones para evitar su derrameK si este se produce act&a con rapidez seg&n las normas de seguridad. G. 6i trabajas con productos 1umicos etrema tu limpieza personal, particularmente antes de las comidas y al abandonar el trabajo. $. 4os riesgos para tu organismo pueden llegar por distintas vas> respiratoria, oral, por contacto, etc. todas ellas re1uieren atención
-.-.2 Ben( 4r9!ti!( #e mn7!tr 6on una 0erramienta básica para la obtención de productos seguros para el consumo 0umano 1ue se centralizan en la 0igiene y forma de manipular. A. ateria prima 4as cOscaras no deben comprometer el proceso productivoK y si se sospec0a alg&n defecto o sospec0a del mal estado de las mismas se las ecluirá y serán retiradas 4as cáscaras deben pasar por un secado en condiciones óptimas. As mismo se debe tener en cuenta 1ue en la 0umedad el lugar debe estar seco, la temperatura es de '(-*(B5 o temperatura ambiente, donde este ventilado e iluminado. H. /1uipos y utencillos 4os e1uipos y utencillos para realizar los procesos, deben ser de un material 1ue no transmita sustancias tóicas, mal sabores ni mal olores. 4as superficies de trabajo no deben tener 0oyos y grietas 5. $igiene !odos los e1uipos, utencillos y edificios deben mantenerse 0igi#nicos de conservación y funcionamiento. %. Personal
42
%eben ser capacitados y deben tener 0ábitos de manipulación 0igi#nica. %eben estar en buenas condiciones de salud, lavarse las manos constantemente y minuciosamente. /. $igiene en la elaboración $ay 1ue tener en cuenta varios aspectos para lograr la 0igiene y la calidad del alimento> 4a materia prima no debe contener materias tóicas ni alguna sustancia etra:a. /n la elaboración o procesado de debe llevar acabo por empleados capacitados y supervisados por empleados t#cnicos. !odo el proceso se debe dar sin demoras ni contaminaciones y los recipientes se deben adecuarse para evitar su contaminación y deben respetarse los m#todos de conservación.
-.-.3C'ntr'$ #e 4r'!e('( #e 4r'#!!i"n 4os controles se realizan para detectar contaminantes fsicos, 1umicos yMo microbiológicos y para ello se 0acen análisis 1ue monitorean los parámetros para elevar el estado real del producto, entre los análisis y controles tenemos por ejemplo> %e metales, tiempo y temperatura.
43
C4it$' III Pr'!e#imient' e<4eriment$ /.1 Gener$i##e( Para la realización del trabajo de investigación se necesita recopilar información sobre> recursos a utilizar en cada procesoK eso i ncluye materia prima, e1uipos, reactivos 1umicos, instrumentos de medida y otros.
/.- Re!r('( /.-.1 Mteri 4rim /.-.1 C9(!r #e nrn&
44
/n el caso de la naranja, tenemos 1ue la fruta ctrica es bastante compleja. /stá compuesta por una cáscara gruesa 1ue le proporciona protección contra los da:os, la superficie eterior se conoce como eocarpo y contiene al aceite y pigmentos de la cáscara. 5i+r N1C9(!r #e nrn& 4re*imente (e! 5ente
/.-.- E:i4'( /.-.-.1 E
/.-.-.- De(ti$#'r 5i+r N/ De(ti$#'r
45
/.-.-./ At'!$*e +na autoclave es un dispositivo 1ue sirve para esterilizar material m#dico o de laboratorio, utilizando vapor de agua a alta presión y temperatura para ello. 4a utilización de una autoclave inactiva todos los virus y bacterias, aun1ue se 0a llegado a saber 1ue algunos microorganismos, as como los priones,
pueden soportar las
temperaturas del autoclave. /l sistema de Autoclave es una aplicación estricta en los 0ospitales en los procesos de limpieza, desinfección y esterilización. 5i+r N0 At'!$*e
46
/.-.-.0 %i'7erment#'re( +n biorreactor es un recipiente o sistema 1ue mantiene un ambiente biológicamente activo. /n algunos casos, un biorreactor es un recipiente en el 1ue se lleva a cabo un proceso 1umico 1ue involucra organismos o sustancias bio1umicamente activas derivadas de dic0os organismos. /ste proceso puede ser aeróbico o anaeróbio. /stos biorreactores son com&nmente cilndricos, variando en tama:o desde algunos mililitros 0asta metros c&bicos y son usualmente fabricados en acero inoidable. +n biorreactor puede ser tambi#n un dispositivo o sistema empleado para 0acer crecer c#lulas o tejidos en operaciones de cultivo celular. /stos dispositivos se encuentran en desarrollo para su uso en ingeniera de tej idos. /n t#rminos generales, un biorreactor busca mantener ciertas condiciones ambientales propicias 2p$, temperatura, concentración de ogeno, etc#tera3 al organismo o sustancia 1umica 1ue se cultiva.
/.-./ E:i4'( A!!e('ri'( / .-. / .1 In(trment'( #e Me#i!i'n Im4'rtnte( /.-./.1.1Term'metr' 6on instrumentos destinados a medir temperaturas con escalas en grados
centgrados
o
;a0ren0eit.
/l más empleado es a1uel con graduaciones de ) T 5 2pudiendo apreciarse 0asta (, T 53 1ue va desde -)( T 5 0asta '(( T 5.
47
6e les emplea para medir temperaturas en operaciones de destilación, para determinación de puntos de fusión, etc. /l termómetro es un instrumento de precisión delicado por lo tanto su manejo re1uiere muc0os cuidados. %eberá estar limpio para introducirlo en el l1uido o la solución cuya temperatura se 1uiere encontrar. Para l1uidos 1ue est#n en ebullición, el termómetro deberá introducirse sin 1ue este en contacto con la paredes del recipiente y a una profundidad 1ue sea la mitad de la altura de la solución. 6i es 1ue re1uiere medir temperaturas sucesivas de acuerdo a como vayan ascendiendo estas, se deberá colgar con una cuerda sujeta a una
pinza
conectada
al
soporte
de
pie,
guardando
las
consideraciones anteriores. 5i+rN Term'metr'
/.-./.1.-Pe!)imetr' +n medidor de p$ es un dispositivo electrónico utilizado para medir el p$ 2acidez o alcalinidad3 de un l1uido 2aun1ue sondas especiales se utilizan a veces para medir el p$ de las sustancias semi sólidas3. +n medidor de p$ tpico consiste en una sonda de medición especial 2un electrodo de vidrio3 conectado a un medidor electrónico 1ue mide y muestra la lectura del p$. 4a sonda es una parte esencial de un medidor de p$, 1ue es una varilla generalmente de vidrio. /n la parte inferior la sonda tiene un 48
bulbo. /ste bulbo es una parte sensible de una sonda y contiene al sensor. Para medir el p$ de una solución, la sonda se sumerge en la solución. 4a sonda se monta en un brazo conocido como brazo de sonda.
5i+r N2 Pe!)imetr'
/.-./.1./Mn'metr' /l manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local.
5i+r N3 Mn'metr'
49
/.-./.1.0Re7r!t'metr'
/s un instrumento óptico preciso, y como su nombre lo indica, basa su funcionamiento en el estudio de la refracciónde la luz. /ste elemento es utilizado por el /nólogo para la medición de grados bri 1ue contienen las uvas. /stos grados, por su eactitud, son la nueva medida utilizada en la elaboración para saber la cantidad de gramos de az&car 1ue contiene la uva.
5i+r N@Re7r!t'metr'
MA1"R=A PR=MA
Pr'#!t'( Aceites /senciales
•
5áscara de la naranja
">?=P*S
•
%estilador por arrastre de vapor
R"AC1=V*S >?@M=C*S
=NS1R?M"N1* &" M"&=C=N
•
• •
=aso precipitados !ermómetro Halanza
50
M
•
• •
Hioetanol
• •
5áscara despu#s de esencias
• •
Hiofermentador %estilador Autoclave
•
•
•
7cido sulf&rico ido de calcio /nzimas
• •
• • •
• •
5ompost orgánico
•
Residuos del bioetanol
•
Hiofermentador
• • • •
5al Aserrn !ierra /cremento de animales 2cuy 3
• • •
!ermómetro =aso precipitado Pipeta Probeta atraz /rlenmeyer Halanza Refractómetro p$ metro termómetro Halanza
Cuadro NB , Recursos ( enera%idades ,*"#-"/ E'a(ac%# P(%a 51
•
• •
/./L+r #e e&e!!i"n /l trabajo eperimental se llevara a cabo en el laboratorio 1umico de la carrera profesional de
1umica industrial
en el Instituto P&blico de
/ducación 6uperior en la calle los arces '(' del distrito de 5ayma, provincia y región Are1uipa.
/.0 Met'#'$'+6 #e tr%&' e<4eriment$ /.0.1 Determin!i"n #e *ri%$e( /.0.1.1 8ri%$e( in#e4en#iente( %imensiones seleccionadas y controladas de los e1uipos constitutivos del modulo para la producción de aceites esenciales, bioetanol y compost orgánico a partir de la cáscara de naranja I8%I5A%R/62W
+8I%A% %/
3 A4!+RA %IA/!R =4+/8
/%I%A 5m 5m m*
Cuadro NB Varia8%es independientes ,*"#-"/ E'a(ac%# P(%a
/.0.1.- 8ri%$e( #e4en#iente( Proceso limpio de producción I8%I5A%R/62D3
+8I%A% %/
!/P/RA!+RA PR/6I8 !I/P GRA% HRIW
/%I%A T5 Psi in Grado bri
Generación de residuos sólidos 52
/misión de gases contaminantes Generación de efluentes
Cuadro NB 3Varia8%es dependientes ,*"#-"/ E'a(ac%# P(%a
/.0.1./ S6m%'$'( *ri%$e( =ariablesindependientes 2 W3
=ariablesdependientes 2D3
/.0.1.0 Determin!i'ne( ni*e$e( *ri%$e( aterial /1uipos
=olumen
!ama:o
24itros3
lla enc0a1uetada %estilador por arrastre de vapor Pera de decantación %estilador Autoclave Hiofermentadores /nvases
Acero Acero =idrio =idrio Acero inoidable =idrio =idrio
C C (, ) )@ C (,
4arg
2 cm 3 Anc0 Altur
%iámetr
o
o
o
-
a -
( *( C C( @( *( )
*( '( ) '( C( '( @
Cuadro NB 4&eter'inaciones nive%es Varia8%es ,*"#-"/ E'a(ac%# P(%a
/. Di(e' e<4eriment$ /..1 Se$e!!i"n m;t'#' #todo /perimental Relacional
/..- De(!ri4!i"n m;t'#' #todo utilizado para medir las variaciones o efectos 1ue sufre una situación, fenómeno o grupos cuando en ellos se introduce una nueva causa dejando a las demás causas en igual efecto, tiene mayor aplicación en las ciencias naturales o biológicas, como 1umicaK donde los elementos se pueden manipular ante la voluntad del investigador en condiciones del laboratorio. 53
/../ Re$iF!i"n e<4eriment$ /../.1E 6e recepcionan las cáscaras provenientes del proceso de elaboración de diversos procesos productivos.
-.?4avado de la materia prima> 4as cáscaras son sometidas a un lavado despu#s de la etracción del jugo.
/.- 5ortado> 6eguida de una reducción de tama:o de C cm' aproimadamente.
0.- 6ecado> 6e lleva a un proceso de secado por * das aproimadamente para obtener un aceite con menor proporción de pectina.
.?%estilación por arrastre de vapor> /n el proceso de etracción del aceite, el vapor de destilación es llevado a una temperatura de F( B5 para evitar 1ue el aceite esencial sufra un proceso de degradación t#rmica y p#rdida de propiedades.
2.- 5ondensación> /n esta etapa
se lleva a
cabo un proceso de
condensación, la acción del vapor de agua sobre las cáscaras pasa de un estado gaseoso a uno l1uido 2agua más aceite3.
3.-%ecantación simple > %e la destilación y posterior condensado se obtuvo una emulsión de agua y aceite 1ue se separa por decantación simple, la cual se llevó a cabo en forma continua durante la destilación, el aceite se recogió en frascos de color ámbar para evitar la posible descomposición del aceite por efecto de la luz.
@.- /nvasado> %el proceso de decantación se logra tener dos productos agua y aceite esencial, este <ima se lleva aun envasado y posterior distribución. 54
/../.-O%ten!i"n #e %i'etn'$ 4rtir #e $ !9(!r #e $ nrn& 1. Recepción de la ateria Prima> 4a materia prima a procesar es la cáscara de naranjaK 1ue proviene directamente del pelado de las naranjasK de la torta agotada de la etracción de los aceites esenciales y del bagazo proveniente de la elaboración del jugo. -. Pesado> 4a materia prima se pesa en balanzas calibradas, determinando la masa total 1ue ingresa al proceso. /. Análisis ;sicos y 6e determina el porcentaje de 0umedad y de azucares reductores presentesK para ello se puede usar el m#todo básico para la 0umedad y m#todo volum#trico de ;e0ling para la determinación de 0idratos de carbono. 0. olido> 5on un molino se reduce el tama:o alrededor de ? mm, y luego, con la ayuda de una licuadora, se reduce el tama:o entre ' y * mm aproimadamente. . Pre tratamiento 6e realiza la eliminación de lignina, sumergiendo las muestras en una solución de 8a$ (.)8 .Posteriormente se adiciona sulfato de calcio y se deja en reposo. 2. %ecantación> 6e separa el material particulado de la solución por decantación. 3. $idrólisis 7cida> 4a 0idrólisis ácida se lleva a cabo, adicionando ácido sulf&rico al L por cada )(( gramos de cáscara de fruta, a una temperatura de )'B5 y ) psi, regulada por medio de una autoclave. @. 8eutralización> 6e neutraliza con cal, obteniendo sulfato de calcio y los az&cares fermentables. . 5entrifugación> 4uego los jarabes obtenidos se separan
de los
componentes 1ue precipitan, por centrifugación. 6e determina el contenido de az&cares en los jarabes obtenidos. 1. ;iltración> /l remanente de sólidos 2lignina y celulosa3 se remueve en un filtro prensa y se pasa a un reactor en dónde la temperatura se incrementa para 0idrolizar la celulosa a glucosa. /l resultado es una mezcla de pentosas, 0eosas y una solución 1ue contiene )).?L de glucosa, FL de ilosa. 55
11. ;ermentación> %espu#s de la 0idrólisis, se ajusta el p$ a C, N ,( se adiciona nutrientes y se inocula levadura activa seca comercial 26acc0aromycescerevisiae3 disuelta en un poco del jarabe. 6e deja fermentar durante un tiempo determinado 2C dias3. 1-. 6egunda ;iltración> 6e separa el mosto de los 0ollejos por medio de un tamiz de ?(( milimicras. 1/. %estilación > ;inalmente, el filtrado se destila utilizando un destilador simple y se recoge una solución de agua-etanol 1ue posteriormente se vuelve a destilar utilizando un e1uipo similar con sistema de vaco, operando el proceso a una temperatura no mayor a los F(T5 por aproimadamente ) 0ora. /n la segunda destilación se maneja un tiempo de *( minutosa una temperatura inferior a los E? T5. 10. /nvasado> /l producto obtenido 2bioetanol3 se envasa en botellas de vidrio o plástico previamente esterilizados.
/.././ E$%'r!i"n #e !'m4'(t 'r+9ni!' ). Recepción> consiste en recibir la materia prima a utilizar en el proceso. '. Pesado> se realiza un pesado en una balanza bien calibrada. *. ezclado> en esta operación mezclaremos la tierra, cal, agua, esti#rcol, aserrn y la cáscara 0idrolizada. C. ;ermentación anaeróbica> se comenzara a fermentar lo 1ue mezclamos anteriormente y lo dejamos por * meses. 6e tiene 1ue controlar el P$ neutroK la temperatura del proceso es de E( a E5B. . /nvasado> el compost orgánico, se llena en bolsas de plástico, los cuales deben 0aber sido lavados, enjuagados. 6e 6ella bien y se almacena. ?. A:ejado> al finalizar todo el proceso y ya se obtuvo un producto final se realiza el a:ejado, por unos * meses si es más es mejor ese compost orgánico brindara más nutrientes.
/..0 Or#en e&e!!i"n H!r'n'+rm #e !ti*i##e(
A+'(t ACTI8IDADES
Setiem%re
O!t%re
n'*iem%re
Di!iem%r
' '(
e 'E
*
)
)
'
(
E
C
)
)
'
'
'
F
)
)
'
'
F
?
*
Planeamiento del proyecto a realizar Recopilación
56
)(
bibliográfica /laboración del segundo capitulo ;undamento de los e1uipos %ise:o de los e1uipos 6elección de los e1uipos Puesto en marc0a /jecución en procesos /laboración del cuarto capitulo /posición del proyecto
Cuadro NB -Cronogra'a ,*"#-"/ E'a(ac%# P(%a
/..Pr'!e(' #e e&e!!i"n /...1Di+rm #e %$':e( #e e
M.P
Rece ci
Cáscara de Naranja
Agu
A ua Cortado
4 cm 57
Secado
Vapor de agua !
3 días
Residuo de %a cáscara
"#tracci$n de% aceite
Condensa
Agua
Aceite "sencia%
"nvas
A%'acen
/...-Di+rm( #e %$':e( #e '%ten!i"n #e %i'etn'$ MP
Materia Pri'a
Recepci$n ( contro%
Cáscaa !" Naa#$a
Pesado )
Na* ,-
Mo%ido
Acondiciona'iento
&ecantaci$n
CaS*4 3 +oras
Li/uido Residu 58
S&'%!( S*4 a%
Autoc%ave0 12,- !C P2 ,- psi t 2,'inutos
idro%isis
Neutra%i5aci$n
C
So%idos Precipitado L%)*%!
A+*ca"s ,"m"#-a'"s
7i%traci$n
NO>
6acc0aromyce 5erevisiae
4> 0, ,
7er'entaci$n 7i%traci$n &esti%aci$n
"nvasado
/.../Di+rm #e %$':e( #e e$%'r!i"n #e !'m4'(t 'r+9ni!' Materia Pri'a Residuos de Pesado 1ierra Ca% A8ono Aserrín 7er'entac i$n
P ) a .1!0 :-! C
59
,;3
/..2C#r' #e e<4erien!i( re$iF#( C N ADetermin!i"n
S C C A
#e )me##
EKPERIENCIAS Me(tr
t1!
Pi1+r
T-min
e(t7 (e!#'
P73,-+r
A R R A
1+r???????????????1
A C T
3.- < 1
D E E R
3.-+r????????????? < 3.-
1 )me##1?3.- <1 -.@ 1
I
60
BDetermin!i"n
N A A C
#e )me##
Pi1+r
R I A Ó N N J
Me(tr
t1! e(t7 (e!#'
T-min
P72+r )me## 1?2 <1 0 1
A
PRODUCTO EKPERIENCIAS ACEITE Me(tr !(!r #e nrn& M;t'#' rr(tre #e *4'r ESENCIAL 5$i#' *4'r #e +H C Pe(' #e >-O+r Pe(' #e me(tr1+r Pe(' #e e ,1 N m$ >-SO0 @ #e 4reF -.2/m$1m$ >-O CSO0#e 4reF 1.+r C' #e 4reF 1+r ACARACTERIACIÒN DE LA CSCARA DE NARANJA Pe(' #e $ !9(!r +'t#11+r Primer Se!#' e(t7
t1C
T-min Pe(' #e $ !9(!r +'t# (e!@1+r Se+n#' (e!#' e(t7 t1C T-min Pe(' 7in$ #e !9(!r3-.+rHme(tr 4r m'$ien# 61
BDESLIGNI5ICACION ALCALINAHPREPARAR SOLUCION NO>
.1N
>-O m$ = 3-.+r #e !9(!r
Tiem4'/)'r( C5ILTRACION S'$i#'@+r Li:i#' (e #e(e!) D>IDROLISIS >-SO0 @ #e 4reF -.2/m$1m$ >-O T1-C Pre(i"n10.3PSI Tiem4'1min Ht'!$*e E5ERMENTACION Li:i#' F!r#'1m$ S'$i#'@+r Le*#r.+r
COMPOST ORGÁNICO
Tiem4'0#i( Tm%iente Mteri A(err6n +r C$ +r Tierr -+r C9(!r #e nrn& @+r A+ 1m$ M;t'#' 5erment!i"n ner"%i! Pr'#!t' H%i'%'n' -@3 +r
62
CAPITULO I8 ANALISIS E8ALUACION RESULTADOS 0.1 Re($t#'( Para llevar
a cabo el proyecto
implementación de un módulo de
producción de aceites esenciales, bioetanol, y compost orgánico a partir de la cascara de naranja mediante una producción más limpia
6e dise:ó C e1uipos los cuales son> ' biofermentadores %estilador simple %estilador de arrastre de vapor 6e adiciono algunos e1uipos ya eistente en el laboratorio los cuales son > Autoclave /stufa 6ecador 6in embargo solo se construyó > ' biofermentadores el destilador simple
5omo resultados en las eperiencias del laboratorio de 1umica industrial en el instituto superior $onorio delgado /spinoza se obtuvo aceite esencial, bioetanol y compost orgánico
a partir de la cascara de la naranja
valenciana 2jugo3
0.- An9$i(i( inter4ret!i"n
0./ C'n!$(i'ne( 6e implementaron los e1uipos
con las caractersticas e instrumentos
aplicables a la producción de aceite esencial, bioetanol y compost orgánico para el laboratorio de
$onorio %elgado /spinoza Hiofermentadores .
63
4os e1uipos construidos tienen alto porcentaje de eficiencia para la
fermentación anaeróbica 6e identificó los parámetros de fermentación anaeróbica en cada uno de los procesos como> temperatura, P$, tiempo y grados Hri en la
elaboración de bioetanol y compost orgánico %estilador simple /l e1uipo construido es aplicable solo para muestra pe1ue:as. !iene algunos puntos crticos 1ue se irán modificando seg&n dando la utilización del e1uipo
6e identificó los parámetros de destilación> temperatura, tiempo
6e aplicó las HP y operaciones del proceso productivo en forma adecuada controlando la eficacia en los procesos. 6e concluye 1ue la materia prima cascara de naranja de jugo está a nuestro alcance y en disponibilidad durante todo el a:o. 5omo residuo orgánico se puede aprovec0ar para obtener aceite esencial, bioetanol y compost orgánico para as poder reducir la contaminación Para la obtención del bioetanol se re1uiere reactivos 1ue no están al alcance.
0.0 Re!'men#!i'ne( Para el uso de los e1uipos de los e1uipo se recomienda leer previamente los manuales respectivos de cada e1uipo 6e recomienda utilizar otro proceso distinto a la 0idrolisis acida para obtener bioetanol ya 1ue es costoso, no está al alcance y riesgoso para la salud 6e recomienda tener
presente las fic0as t#cnicas de cada reactivo
utilizado 6e recomienda tener los /PI para cada proceso realizado 6e recomienda secar la materia prima 2cascara de naranja3 fuera de los alcances de los rayos solares ya 1ue estos reaccionan con ella 64
